日本地震工学会論文集 第７巻，第 2 号（特集号），2007

震動台（E-Defense）利用のための強震データベースの試作工藤一嘉 1）・成田 章 2）・本間芳則 3）1） 正会員 日本大学 総合科学研究所・生産工学部，教授 理博
e-mail: k4kudo@cit.nihon-u.ac.jp，kz3_kd@yahoo.co.jp
2）

三菱スペース・ソフトウエア株式会社，つくば事業部第 4 技術部 1 グループ専任
e-mail: anarita@mi.mss.co.jp，

3） 三菱スペース・ソフトウエア株式会社，つくば事業部第 4 技術部 3 グループ担当 本間芳則
e-mail: honma@tkb.mss.co.jp

要約
強震データベースの作成は，多方面にわたり要請度の高い課題の一つである．本報告は防災科学技術研究所兵庫耐震工学研究センターに実現した実大三次元震動破壊実験施設での利用を念頭においた加震のための強震データベースの設計概念と登載作業中を含めた試作の内容を記した．データベースの設計では，データ検索の容易さの実現を基本理念とした．
キーワード：三次元震動台，強震データベース，データ検索

1．はじめに強震計のデータが取得されるようになって 70 年，わが国では 50 年を超えるが 1），ここ十数年間のデータ増加には目を見張るものがある．強震データの活用は，かつてはもっぱら耐震設計の入力地震動や経験的強震動予測
モデルの作成のために利用されてきたが，最近では震源インバージョンやリアルタイム強震情報（震度情報）などに広く利用されるようになった．多くの強震記録が得られるようになり，かつては有名地震記録が耐震問題の照査用として用いられた限定的な状況から，より広範な異なった特性の記録の利用や，特定地域の地震入力を策定するなどの需要が増している．従って，強震データベースの構築，特にデータ検索が重要な課題になっていると考える．本報告は防災科学技術研究所兵庫耐震工学研究センターに実現した実大三次元震動破壊実験施設での利用を念頭においた加震のための強震データベースの設計概念とデータの登録作業中ではあるがそのプロトタイプとしての内容を記したものである．
強震データベースは，世界規模の地域を対象とした COSMOS（http://www.cosmos-eq.org/default.html）， PEER（http://peer.berkeley.edu/smcat/），ヨーロッパ諸国の ESD（http://www.isesd.cv.ic.ac.uk/），メキシコのデータベース（http://serpiente.dgsca.unam.mx/db/english/cont_ing.html ）などが知られている．わが国においては K-NET（http://www.k-net.bosai.go.jp/k-net/ ），KiK-net （http://www.kik.bosai.go.jp/kik/ ），港湾地域強震観測システム（ http://www.eq.ysk.nilim.go.jp/ ）， 建 築 研 究 所 (http://iisee.kenken.go.jp/smo/) ， 首 都 圏 ネ ッ ト ワ ー ク(http://www.sknet.eri.u-tokyo.ac.jp/) ，横浜市（http://www.city.yokohama.jp/me/bousai/jisin_data/index.html）などに強震データベースが構築されインターネット上で公開されている．また，CD-ROM などの電子媒体により公開されている場合もある（気象庁 2），財団法人震災予防協会 3），関西地震観測研究協議会 4)など）．しかし，わが国では単独機関のデータベースはあるものの，多くの機関を含む横断的な強震データベースは大ダム会議，震災予防249

協会などの特定の記録を対象とした小規模のもの以外は実現しておらず，より多くの記録が含まれるデータベース構築に期待が寄せられてきた．
K-NET がインターネット上でデータ提供を開始した 1996 年以降は，わが国の強震データも世界的に利用が可能となり，高い評価が得られている．但し，1996 年以前のデータについては海外からの利用の難しさに改善を求める声も少なからずある．
もちろん個々のデータ保有機関毎や個人あるいは少人数の研究グループではデータベースが作成されているものと予想されるが，公開される事は難しい．データ提供を受けた機関または個人が第２次ソースとなることを自粛していること（禁じられている場合もある）に依るであろう．また取りまとめ機関（たとえば強震観測事業推進連絡会議）においても，現在のところ公開機関のサイトをリンクしているが（一部
準備中），波形データ提供までは実施されていない．
防災科学技術研究所兵庫耐震工学研究センターの実大三次元震動台（通称 E-Defense）の有効利用のため，大規模大震災特別プロジェクトの一つの課題として，強震動データベース作成のテーマとして進められてきた．このテーマには将来発生が懸念される大地震のシミュレーション波形や人工地震作成手法の検討が組み合わされているが，ここでは観測された強震データの整備について，試作の現状を報告する．三次元震動台のための観測された強震記録の検索機能を充実することに重点を置きデータベースの開発を試み，プロトタイプの作成について報告する．
2．データベースの枠組み
強震データベースに要請される基本的事柄としては，過去の強震データを必要とする内容に応じて検索し，検索したデータの波形を確認すること，地震動特性値（最大加速度，最大速度，最大変位など）を知ることなどである．現在各機関がインターネット上で公開しているデータベースの大半はこの機能を備えている．
しかし，先にも述べたようにわが国では多機関のデータを横断的にデータ検索が可能な公開システムは出来ていない．海外での COSMOS や PEER などで同一フォーマットに変換してデータベースが構築されているが，わが国のデータとしては K-NET 以外はほとんど含まれておらず，また利用者はデータの有無について地震発
生時などの初期的情報をある程度承知している必要がある．このような現状から，本システムは収集した強震記録を統一フォーマット（K-NET 形式）に変換し，データベースに登録することにより，様々な機関から提供されている強震記録の検索を一斉に行うことが出来ること，少なくともわが国の主要な強震観測データを包含し，かつ海外の利用者を考えて海外の強震データを含むデータベースの構築を計画した．また，昨今では強震データが以前に比べ豊富に利用できるようになり，多くのデータから目的に合致したデータを検索することはかなり負担が大きい．データベースはその労を軽減するものであり，また検索の際に，必ずしも地震およびデータに関する初期的情報を必要としない検索機能にするよう心がけた．さらに，最大加速度，震度，及び予め簡便な手法により計算した最大速度や最大変位をデータベースに登録しておくことにより震動
台の加振入力制限を考慮した検索が行えるなどの利便性を考慮する．
システムの基本的な枠組みとして以下のことを考慮した．
1)商用アプリケーションは用いずにオープンソースのアプリケーションでシステムを構築する．このことは，将来的にこのシステムが公開され，少なくとも個人的あるいは研究グループのデータベース作成を期待し，その際にユーザーが市販の特定ソフトを準備しなければならない煩雑さを少なくする目的からである．
2)研究グループのユーザーが利用できるようにクライアント－サー
バシステムとする．3)クライアント環境になるべく依存しない GUI インタフェース（Web ブラウザ）を用いたシステムとする．4)波形データはデータベースに直接登録せずにファイル配置場所をデータベースで管理する．5)波形から得られる強震動特性値を波形ファイルから計算し，半自動的にデータベースに登録する．6)波形データ
は統一フォーマット（現在は K-NET 形式としている）で管理し，定義した規約に基づきディレクトリ内に配置する．これらの詳細は 2．2 以降に示している．
クライアントの環境としては Internet Explorer，Netscape，Firefox 等で動作を確認している．現在サーバのディスク容量は 200GB 程度であるが，ハードディスクを追加して強震記録を登録することは極めて簡便に実現できる．ただし，全ての記録を統一フォーマットに変換しなくてはならないため，ファイルの変換作業は非常に大変である．このため，本システムのツールとして，各機関が公表している強震記録を統一フォーマットに変換

250

するアプリケーション群を開発した．
今回採用したサーバのハードウエアは，やや性能を高めてはあるが，汎用の PC であり，CPU は Intel(R)Xeon(TM)プロセッサ x 2，2.4GHz/512KB キャッシュ，メモリーは DDR SDRAM 2GB，HDD は 73GB x 4，データ
バックアップ用の DAT，PV100T DDS-4 20/40GV シングルドライブを使用している他は極めて標準的な装備である．また，ソフトウェア関係では，OS が CentOS4，WEB サーバーに Apache2.0.55，データベースはフリーソ
フトである PostgreSQL8.1.3，地図は GMT3.4.5 などを採用している．
2.1 データベースに要求される検索データベースの構成は，基本的に３つのテーブル，地震情報テーブル，強震記録情報テーブル，観測点情報テーブルから構成される．但し，それぞれの情報が用意されるだけではデータ検索は極めて煩雑になる．従って，あらかじめ具備すべき検索機能を考慮しながらテーブル間の関連を検討する必要がある．
国内外のデータベース
を参考にし，かつ三次元震動台のためのデータ検索には以下のようなケースの検討に基づいている．
1）地震からの検索：特定の地震を指定して波形(グループ)を検索するケースで，検索項目としては，地震名（気象庁が命名した，あるいは慣用的に命名されている特定の地震），発生日時，発生位置または地域，マグニチュード，震源深さ，地震のタイプなどである．詳細検索ではこれらの複数条件を要請する場合も当然考えられる．
また，将来的には想定地震の地震動シミュレーションのための経験的グリーン関数法等に用いる要素地震の波形を検索するケースも考慮する．従って，小地震・弱震データも含める．
2）強震記録特性値による検索:入力波の特性値によって所望の波形を検索する．その特性値とは最大加速度，最大速度，最大変位，計測震度，SI 値，継続時間，卓越周期，震源距離／震央距離などである．特性値を予め知ること波三次元振動台の性能限界との関連で特に重要であろう．
3）観測点からの検索：特定地域や位置（観測点），特定地盤種別などによる検索も要請される．具体的には，観
測点名，観測点位置（地域），所属機関，地盤種別，設置対象などである．
2.2 データベースの定義
地震情報テーブル：地震テーブルは本来 1 つであるべきだが日本の中小地震を含み，世界中の地震を詳細に網羅した地震カタログは存在しない．そこで，気象庁の一元化震源をテーブル化し，一元化震源を参照できるもの
はその参照を維持し，できないものは登録する強震記録のヘッダに記述されている震源要素を用いることとし，新しく登録する地震テーブルを作成した．
後者は主として海外の地震であり地震発生時は現地時間を基本とした．
観測点情報テーブル：地震計が設置された位置（緯度，経度，設置標高，設置深度）を管理するテーブルである．観測点に関する情報のうち観測点名称や管理機関名称等を観測点所属情報テーブルへ，観測点に設置されている地震計の情報を地震計情報テーブルへと分離した．同一観測点において複数の地震計を設置している（或いは 3 チャンネル以上の観測を行っている）
状況に対応するために観測点所属情報と観測点情報の組でユニークになるようなリレーションを作成した．
強震記録情報テーブル：統一フォーマットにより記述された強震記録を管理するテーブルであり，必要最小限の強震記録情報のみを持つ．各成分の最大値や記録種類（加速度/速度），震源距離，震央距離を管理する．各強震記録は，登録時にヘッダ情報から観測点情報テーブルと地震情報テーブルに関連付けられる．
上記テーブルは地震を一意に特定する地震情報ID(図中event_id)，
観測点を一意に特定する観測点情報ID(図中station_id)，
強震記録情報を一意に特定する強震記録ID(図中smd_id)によりリレーションを作成している．
これら基本的な３テーブルの他，補足情報を管理する複数のテーブルを基本的な 3 テーブルに関連付けることにより，検索機能や管理機能の向上を図っている．全テーブル間の実体関連図（Entity-Relationship Diagram，
以下 ER 図）を図 1 に示す．基本となる３つのテーブルは赤マークの箱である．各テーブルの概略説明を表 1に示す．これらによって，例えば，観測点に関しては同じ観測点名でも移設されたり機器が変更されているケースがあるので，移設情報等も観測点情報テーブル及び観測点所属情報テーブルで管理できる．但し，移設情報
はデータ提供機関によって様々な形式であり，現状は手動によるデータベースの更新が必要である．
表 1 に示した中で，重複もあるが幾つか補足的な説明を以下に加えた．
強震記録特性値テーブル：強震記録の検索時に使用される特性値を管理するテーブルであり，最大加速度/最
大速度/最大変位/計測震度/SI 値等を管理する．これら情報は強震記録情報テーブルで管理されている強震記録を用いて必要に応じて数値的な手法により計算を行う．最大速度・最大変位などの特性値に関しては，加速度記251

録に含まれるノイズを除去するために自動的な処理を行い簡便に求めている 5)．
強震記録ライセンステーブル：強震記録に関する著作権や使用制限を管理するテーブルであり，ここの強震記
録 ID に関して，強震記録ライセンステーブルに登録されているライセンス情報が付加される．現状では再配布
可能な記録はないので全データが 2 次配布禁止となっている．つまり，波形データに関しては，管理者以外にダウンロードできない仕組みとしてある．
地盤コードテーブル：観測点における地盤情報をコード化して管理するためのテーブル．現在は定義のみであるが，記録の属性情報として重要であり，将来データを挿入できるようにした．
観測点地盤情報テーブル：観測点所属テーブルと地盤コードテーブルの対応を管理するテーブルである．
（現在は定義のみ）観測点付加情報テーブル：一般的なテーブル構造化が難しい雑多な情報を電子文書（テキスト/PDF/ワード文
書等）として，観測点に関連付け，サーバで文書を管理するためのテーブルである．
（現在は定義のみ）
表 1 データベースの各テーブルの説明
テーブル名（物理名）

テーブル名（概念名）

説 明
オリジンタイム，震源位置，マグニチュード等を管理するテーブル．対応する地

event_table

地震情報テーブル

震があれば気象庁地震情報テーブルへの参照を保持する．また，イベント種別
テーブルへの参照を保持する．

event_hypo_table

気象庁地震情報テーブル

気象庁地震年報の地震情報を管理するテーブル

event_type_table

イベント種別テーブル

自然地震/シミュレーションを判別するための情報を管理するテーブル
観測点に設置された地震計の設置緯度経度，設置深度，地震計の種類等を管

station__table

観測点情報テーブル

理するテーブル．観測点所属情報テーブルへの参照及び観測点機器情報テー
ブルへの参照を保持する．

station_network_table

観測点所属情報テーブル

station_equipment_table

観測点機器情報テーブル

station_reference_table

観測点付加情報テーブル

station_filetype_table

観測点付加情報ファイル形式
テーブル

観測点が属する国，機関，地震計ネットワーク，観測点コードを管理するテーブ
ル．国名テーブル及びネットワークテーブルへの参照を保持する．
地震計の種類を管理するテーブル，強震計の型式を登録
観測点に関する文書の保存位置，保存形式を管理するテーブル．観測点所属
情報テーブル及び観測点付加情報ファイル形式テーブルへの参照を保持する．
文書のファイル形式を管理するテーブル
観測点の地盤情報を管理するテーブル．地盤コードテーブルから参照する．観

station_ground_table

観測点地盤情報テーブル

ground_condition_table

地盤コードテーブル

地盤コードを管理するテーブル．現在は項目のみ用意．

country_table

国名テーブル

国名を管理するテーブル

organization_table

機関テーブル

機関情報を管理するテーブル

network_table

ネットワークテーブル

地震計ネットワーク情報を管理するテーブル．機関テーブルへの参照を保持．

smd_table

強震記録情報テーブル

測点所属情報テーブルへの参照を保持．現在は項目のみ用意．

強震記録ファイル名及び強震記録の概要を管理するテーブル．地震情報テーブ
ル，観測点情報テーブル，強震記録ライセンステーブル，震度階テーブル，記録
種類テーブルへの参照を保持する．
強震記録から計算される特性値を管理するテーブル．強震記録情報テーブルへ

smd_characteristic_table

強震動特性値テーブル

record_license_table

強震記録ライセンステーブル

強震記録のライセンスを管理するテーブル

record_type_table

記録種類テーブル

強震記録の種類を管理するテーブル

intensity_scale_table

震度階テーブル

震度階を管理するテーブルの参照を保持する．

252

PK

organization_tablestation_equipment_table

event_type_tablePK

event_type_id

PKequipment_id

network_tableorganization_id
PKorganization_code
jpn_name
eng_nameurl
jpn_comment
eng_comment

jpn_name
eng_name
note_url
jpn_comment
eng_comment

event_type
jpn_comment
eng_comment

FK1

event_table
event_hypo_tablePK

event_id

FK1

event_hypo_id
event_jpn_nameevent_eng_nameevent_type_id
event_jpn_area
event_eng_area
event_time
event_latitude
event_longitude
event_depth
magnitude
jpn_comment
eng_comment
dateint

PK

FK2

U1
U1
U1
U1

FK1

U1
U1
U1
U1

station_table

event_hypo_id
event_jpn_nameevent_eng_nameevent_type_id
event_jpn_area
event_eng_area
event_time
event_latitude
event_longitude
event_depth
magnitude
jpn_comment
eng_comment
dateint

country_table

PK,FK1PK

station_id
station_network_id

U1
FK2

serial_id
equipment_id
station_latitude
station_longitude
station_elevation
station_depth
condition
jpn_comment
eng_commentPKcountry_id
jpn_name
eng_namestation_network_tablePK

station_network_id
jpn_name
eng_namecountry_id
jpn_address
eng_address
station_code
network_id
jpn_comment
eng_comment
use_start_time
use_end_time

FK1

U1
FK2,U1

smd_characteristic_table
smd_tablePK

smd_id

FK1,U1
FK2,U1
FK3

event_id
setting_id
record_type_id
is_exist_file
hypocentral_distanceepicentral_distancerecord_x_max
record_x_pp
record_y_max
record_y_pp
record_z_max
record_z_pp
seismic_intensity
scale_id
record_x_file_namerecord_y_file_namerecord_z_file_namerecord_x_direction
record_y_direction
record_z_direction
jpn_comment
eng_comment
record_license_id
record_max
station_id

FK4

FK5
FK2

PK,FK1

smd_iddurationsecondary_duration
dominant_frequency
acc_x_max
acc_x_pp
acc_y_max
acc_y_pp
acc_z_max
acc_z_pp
vel_x_max
vel_x_pp
vel_y_max
vel_y_pp
vel_z_max
vel_z_pp
disp_x_max
disp_x_pp
disp_y_max
disp_y_pp
disp_z_max
disp_z_pp
record_type_id
max_acc
max_vel
max_dispsi
cutoff_frequency
seismic_intensity

station_ground_table

FK1

file_namefile_type_id
jpn_comment
eng_comment

station_filetype_tablePK

file_type_id

record_license_table
file_typePK

record_license_id
jpn_license
eng_license

record_type_table
PK

record_type_id
record_type
jpn_comment
eng_comment

図１ 強震データベースの実体関連図

253

station_network_id

FK2

ground_condition_id
jpn_comment
eng_comment

station_network_id
reference_id

scale_id
scale_code
notation

PK,FK1station_reference_table
PK,FK2PKintensity_scale_tablePK

network_id
network_code
organization_id
jpn_name
eng_nameurl
jpn_comment
eng_comment

ground_condition_table
PK

ground_condition_id
condition_code
jpn_condition
eng_condition
jpn_comment
eng_comment

3． 登載データ
強震記録はインターネットで取得できるもの，或いは CD 等によるメディアにて取得できるものを登録した．
現在までに登録が完了，および登録中のものを表 2 に示す．
表 2 データベースへの登録内訳
機関名
東京大学地震研究所
防災科学技術研究所
気象庁（気象業務支援センター）
国土技術政策総合研究所(港湾地域強震観測システム)
震災予防協会（データ提供機関；大林技術政策総合研究所，鴻池組技術研究所，前田建設工業技術研究所，関西電力，大阪ガス，国土技術政策
総合研究所，建築研究所，郵政省，阪神高速道
路公団，神戸市，滋賀県，滋賀県立大学，京都大学防災研究所地震災害研究部門，強震動地震学分野，京都大学防災研究所地震予知研究セン
ター，京都大学原子炉実験所）
COSMOS**( コ ア 機 関 ： U.S. Geological Survey,
California Geological Survey, U.S. Army
Corps of Engineers, U.S. Bureau of
Reclamation）
メキシコ強震記録（メキシコ自治大学・他）
台湾（集集地震,台湾中央氣象局）
トルコ強震記録

ERI
K-NET
KiK-net
JMA87
JMA95

コード

登録した期間1980/06-2005/12*
1996/06-2005/12
1997/10-2005/12*
1989/04-1997/03
1996/10-2004/12

NILIM

1963/03-2002/11

AEDP(OBAYASHI，KONOIKE，
MAEDA ， KEPCO ， OSAKAGAS ，
1995/01/17
NILIM，BRI，JAPANPOST，HEPC，
KOBE-CITY，USP，SHIGA-PREF，
DPRI-SMS，DPRI-RCEP，KURRI，）
IDEI, MWD, SCE, TPU, USP,
CDWR, CIG, SBR, APSC, LAFC,
UCLA, LADWP, USGS, UNR, UA,
CIT, CSMIP, ANSS, ACOE, SCECの他，米国以外の機関を含む)
IDEI, UNAM,UCA,CIG 他
CWD
KOERI,ERD

1933/03-2004/06

1993/09-1999/12
1999/09/21
1999/08/17,1999/11/13* 現在登録作業中の記録** Consortium of Organizations for Strong Motion Observation System (http://www.cosmos-eq.org)
国内の記録はインターネットによりデータの公開を行っている防災科学技術研究所の K-NET 及び KiK-net，
国土技術政策総合研究所の記録，CD により入手可能な気象庁（気象業務支援センター頒布），震災予防協会による頒布記録，その他として東京大学地震研究所（一部）等を中心に整備を行った．海外のデータについて
は世界規模の地域を対象とした COSMOS で公開されている強震記録を中心に，メキシコ，トルコ， 台湾など
著名地震の整備を行った．図 2 から図 5 はマグニチュード（M）6 以上で，今回登録済みの震央を地域ごとに示した例である．
4．検索機能本システムでは検索機能として 3 種類の検索インタフェースを用意した．
4.1 簡易検索
地震の発生日時が既知の場合，図 6 に示すように，年月日の順に時期を絞込みスピーディーに目的の地震に関する強震記録に到達することができる．

254

4.2 詳細検索
詳細検索は2.1 章で述べた検索が可能
なインタフェースを持つ検索機能である．地震に関する条件と観測点に関する条件，及び記録に関する条件を指定することにより検索を実行する．検索は絞込みを目的としているので全て AND 結合をした条件となる．図 7 は
詳細検索の画面を切り出したもので，ここに示した例は，マグニチュード（M）7.0－7.4 の範囲，深さ 60km 以浅，最大速度が 50cm/s 以上，震源距離100km 以内の観測記録を検索し，M の大きい順に 7 地震中 6 地震を表示している．図 7 上部のチェックマークがついている部分の条件に従いデータが検索される仕組みになっている．2000
年鳥取西部地震をターゲットにして観測記録を見ると5 記録あることが分かり，その内訳を図 8 のように見ることが出来，最大速度の大きい順に並べてある．それぞれの記録の所有機関も合わせて知ることが出来る．

図２ 日本付近で発生した M
6 以上の地震

図３ トルコで発生した M6 以
上の地震

図４ 中米で発生した M6 以上の地震

図５ アメリカ西部で発生した
M6 以上の地震

4.3 地図検索
地図検索は地震，観測点，強震記録
を地図上から地域を指定，あるいは絞り込んでデータを検索するインタフェースである．地図検索では，地域選択した後に任意矩形領域の拡大，任意矩形内の地震，観測点，強震記録の検索を行うことができる．また，検索オプ
ションとしてオリジンタイム範囲，マグニチュード範囲の指定を行うことができ，検索結果は地図上に観測点分布，
震源分布として表示することが可能である．図 9 が地図検索の初期画面で，地図検索を行い地域を選択する．日本付近を選んだ場合に図 10 に示すように矩形の部分のみのデータ検索が出来る．

発生年の選択発生月の選択発生日の選択検索結果の表示

図 6 簡易検索の画面の一部
5．結果の表示
検索した結果は最終的には強震記録となるが，結果をどのような切り口で表示するかを選択することができる．

255つまり，検索ボタンは「地震検索」
，
「観
測点検索」
「記録検索」，の3種類あり，
強震記録検索結果は全て同じものを表すが，グルーピングの行い方が異なる．
「地震検索」を行うと地震優先表
示，「観測点検索」を行うと観測点優
先表示，「記録検索」を行うと記録優
先表示で結果が表示される．
5.1 地震優先表示
地震優先表示は検索結果を地震情報（地震名，オリジンタイム，震源位置，マグニチュード，含まれる強震記録数）のリストとして図 11 のように表示を行う．この画面でリスト項目値
によりソートすることができる．リス
トに表示された個々の地震の情報として観測点分布の地図を表示することもできる（図 12）．

図 7 詳細検索

5.2 観測点優先表示
観測点優先表示は検索結果を観測
点情報（機関コード，観測点コード，
観測点名，観測点位置，設置深度，含まれる強震記録数）のリストとして図13 のように表示する．ここでもリスト
項目値によりソートすることができる．リストに表示された個々の観測点の情報としてその観測点で観測された地震の震央分布の地図を表示することもできる（図 14）．
5.3 強震記録優先表示
強震記録優先表示は検索結果を強震記録情報（地震名，オリジンタイム，
マグニチュード，震源深さ，観測点コード，最大値）のリストとして図 15
図 8 詳細検索による記録の抽出の表示を行う．リスト項目値によりソートすることができる．強震記録の波形は簡便に確認することができるように画像化しており図 16 のように表示することができる．
個々の観測点の情報としてその観測点の情報として項目値によりソートすることができる．
強震記録の波形は簡便に確認することができるように画像化しており図 16 のように表示することができる．
5.4 強震記録処理アプレット
検索結果の強震記録をクライアントサイドで波形処理 Java アプレットのクライアントツールにより簡便に行え
るようになっている．波形の拡大縮小（図 17），フィルタ処理(図 18)，スペクトル（図 19）など，簡単な解析

256

図 10 地図検索（空間範囲選択）

図 9 地図検索初期画面（地域の選択）

図 11 地震優先表示

図 12 観測点(機関)の表示

図 13 観測点優先表示

図 14 震央分布図

図 15 強震記録優先表示

257

を行い，その結果を画像としてみることが出来る．
但し，K-NET 形式のデータをテキストデータとして http によりロードするのでかなり時間がかかる．波形の転送の高速化が今後の課題である．
６．幾つかの課題
6.1 特性値としての最大速度・最大変位
震動台の加震能力との関係で，最大速度や最大変位は重要な特性値であり，予め加震前に把握しておく必要があり，また，特性値として検図 16 簡易波形表示
索できることは一般的利用を考えた時でも極めて有効であろう．そのため，本データベースの試作においても，2．2 で簡単に触れたように，
最大速度・最大変位・計測震度などを特性値として使用するように設計した．問題は，速度・変位を求める際に，記録に含まれる数値誤差のために積分する前に適宜ハイパスフィルターを適用しなければならない．今回採用した手法は，
かつて Shakal and Ragsdale6）や太田・他 7)が提案した，応答スペクトルの形状から求める長周
期限界（応答スペクトルの長周期側での極小となる周期 Tc）に準拠して，ハイパスフィルター
図 17 波形の拡大例の遮断周波数を決めている 5）．しかし，記録の質が良いデータは，応答スペクトルの長周期の振幅が単調に減少するものが多々あり，一方では記録途中に僅かではあるがステップ上のノイズが混入している例がある．前者の場合，小さい地震でも長周期まで評価できるから特に問題とする必要はないが，震源破壊経過時間（Tf）の経験的実験式 8)log Tf = 0.5 M – 2.3，ある
いはその逆数の震源スペクトルのコーナー周波数を遮断周波数とした場合とそれより低周波（長周期）に遮断周波数を設定した時の最大速
度・最大変位を比較したところ，最大速度で
図 18 波形のフィルタ処理の一例
10％程度，最大変位で 20％程度の差である 9）ことから，Tc または Tf の小さいほうをとることとした．大量のデータを積分波形が発散することを避け自動的に処理するため，このような簡便法を用いた．なお，フィルタは斉藤 10）によるバタワースハイパスフィル
タを，積分は線形加速度法を用いた．従って，全体的には最大速度･変位を過小評価している可能性があり，実際の使用にあたっては 5.3 で示したツールで再調査する必要があろう．
6.2 データ登録の不完全性
今回の登録データは，先にも述べたように，全てインターネット上で公開されているか CD-ROM などで頒布されている場合に限っており，しかも全ての公開データを登録したわけではない．また，著者らが個人利用として提供いただいたデータも，現在のところ登録許可を申請していないので，このプロトタイプには登録258

していない．今後依頼して許可を得たデータを登録していく所存であるが，基本的には既に登録したデータについても，個人利用の範疇であり，プロトタイプといえども，波形データのダウンロードは管理者以外に出来ない仕組みとしている．また，構造物への設置を重点とした観測網（独立行政法人建築研究所など）やデータ集（世界大ダム会議）のデータ登録方法については，考慮すべき項目が他のデータと異なるため，現在は登録項目の追加や変更の必要性から，登録を見合わせている．従って，相当数の重要な記録は登録されていない状況といわざるを得ないが，今後の経常的に蓄積されるデータの登録の課題と共に検討したい．基本的には E-Defense での使用を限定して，利用許可が得られた機関あるいはデータを正式に登録し利用者の便に供することになろう．
図 19 スペクトル解析例
また，波形データ以外にも，強震記録の属性の重要な項目である地盤条件や弾性波探査などのデータはごく限られた観測点のみ試験的に導入しているが，この点はまだ緒についたばかりであると言わざるを得ない．
6.3 データベース公開の課題
現在登録しているデータは，実大三次元震動台の加震データとして利用するためには，防災科学技術研究所
兵庫耐震工学研究センターが震動台利用者の代表として，データ所有機関の理解と許可を得る必要がある．現状では，登録したデータの中で使用頻度が高いと考えられる記録に限って施設内での利用が考慮されているが（阿部健一氏，私信），そのデータ選択は本報告のデータベースから検索している．波形データのダウンロード以外については、本プロジェクト終了後一定期間の後，システムおよび各種テーブルは公開できるように検討中である．
７．まとめ
わが国で強震観測に携わる多くの機関の強震記録を含むデータベースが個人的あるいはグループ内に閉ざされた形では存在するであろうが、一般利用が出来る形では紹介された例がない．そのため，E-Defense 利用の際の加震データの検索を重点に置きつつも，将来的には一般利用も視野に入れ，観測された強震記録のデータベース構築を検討し、そのプロトタイプを作成した．登録データは不完全な状況ではあるが，今後の広範な利用に向けた議論を行えるよう，プロトタイプの構成を中心に報告した．
謝辞
本研究は「大都市大震災軽減化特別プロジェクト」Ⅱ耐震性の向上（震動台活用による耐震性向上）のサブテーマ，「三次元地震動データベースの構築」の一環で実施されている．デーベース関連の共同研究者である入倉孝次郎京都大学名誉教授，香川敬生博士（財団法人地域地盤環境研究所），佐藤正義博士・阿部健一博士（独立行政法人防災科学技術研究所）からのご意見により多くの改善が得られた．このデータベースには将来懸念される大地震のシミュレーション波形や人工地震（模擬地震）波が組み込まれることになっており，近い将来に全体機能の報告を別途考慮したい．
表 2 に示した機関のデータを中心的に使わせていただきながら作業を進めている．
個々の機関のお名前を挙げて御礼申し上げるべきところであるが，表 2 に記載した機関へ総括的に謝意を表わすと共に，強震データを取得・管理あるいは頒布のための整理をされている関係各位に厚く御礼申し上げます．また，査読者の方々の貴重259

なご意見に感謝します．
参考文献
1) 防災科学技術研究所，記念シンポジウム「日本の強震観測 50 年」－歴史と展望－，防災科技研研究資料，264 号，2005．
2) 気象庁：http://www.seisvol.kishou.go.jp/eq/kyoshin/index.htm および http://www.jmbsc.or.jp（財団法人気象業務支援センター）
3） 財団法人震災予防協会： 強震アレー観測（No3），2000．
（http://www.aedp-jp.com/）
4） 関西地震観測研究協議会：関西の地震記録～関震協観測 10 周年記念 CD-ROM, 2004．
（http://www.ceorka.org/）
5) 湯沢 豊・宮下 茂・植竹富一・工藤一嘉：強震記録の長周期信頼限界について－K-NET 記録による検討－，B013，日本地震学会講演予稿集（2004 年度秋季大会），2004．
6) Shakal A. F. and Ragsdale J. T. : Acceleration, Velocity and Displacement Noise Analysis of the CSMIP
Accelerogram Digitization System，Proc. 8th WCEE, Vol. 2, 111-118, 1984．
7) 太田外気晴ほか：地震動加速度記録に含まれるノイズ特性の確認と数値積分時に使用するフィルター周期について，鹿島建設技術研究所年報 第 33 号，121-1 26, 1985．
8) 宇津徳治：地震の事典，朝倉書店，p283，2001．
9) 文部科学省：大都市大震災軽減化特別プロジェクト II 震動台活用による構造物の耐震性向上研究 平成
16 年度成果報告書，2005．
10) 斎藤正徳：漸化式ディジタル・フィルターの自動設計，物理探鉱第 31 巻， 112-135，1978．
(受理: 2006 年 3 月 28 日)（掲載決定： 2007 年 1 月 22 日)

Prototype of Strong-Motion Database for the 3-D Full Scale Earthquake Testing
Facility (E-Defense)

KUDO Kazuyoshi1)， NARITA Akira2)， and HONMA Yoshinori3)
1) Member，Professor，College of Industrial Technology, Nihon University, Dr. Sci.
2) Assistant To Manager，Mitsubishi Space Software Co. LTD．
3) Systems Engineer，Mitsubishi Space Software Co. LTD．
ABSTRACTThe strong-motion database is one of the highest priorities to be established in the field of earthquake engineering andengineering seismology. This report describes the design concepts and the data installation for the prototype ofstrong-motion database that will be used for the shaking table, that is the 3-D Full Scale Earthquake Testing Facility(E-Defense), established by the National Institute for Earth Science and Disaster Prevention. We focused on the scheme ofthe database which is easy to retrieve the data on demands, such as magnitude range, PGA, PGV, PGD, seismic intensity,
distance to a source and so on.

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